物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用探討

向 嵐

（常德職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電與信息工程系，湖南 常德 415006）

伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，也在很大程度上促進(jìn)了智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，于此同時，也在一定程度上為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向起到了引導(dǎo)的作用[1]。發(fā)展至今，我國在智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展過程中大力使用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并且創(chuàng)造總結(jié)出了一定的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)和相關(guān)技術(shù)。但是在部分方面還存在許多不足之處，比如關(guān)于智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系方面以及其關(guān)鍵的技術(shù)層，需要相關(guān)部門、企業(yè)、以及各地區(qū)政府、相關(guān)行業(yè)為之努力，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，其也會構(gòu)建智慧農(nóng)業(yè)體系，使傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)發(fā)展體系發(fā)生改變，使現(xiàn)代化農(nóng)學(xué)得到發(fā)展[2]。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基本理念

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)旨在將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)相互融合，使其構(gòu)成特定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的智能現(xiàn)代技術(shù)[3]。在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用過程中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、通訊網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)等進(jìn)行行相互融合，通過一定的技術(shù)將其搭接進(jìn)行操作，使其可以控制多方面的生產(chǎn)領(lǐng)域與內(nèi)容。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，與此同時，也在一定程度上沖擊了我國的自然資源和生態(tài)環(huán)境，更多的人越來越關(guān)注資源短缺和生態(tài)環(huán)境遭到破壞的相關(guān)問題[4]。而與之類似的是我國農(nóng)業(yè)資源和生態(tài)環(huán)境也面臨著相同的問題，物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和資源相關(guān)信息的公開化與透明化，公眾可以更好地監(jiān)督這些問題，使得農(nóng)業(yè)土地、生物、水等資源的監(jiān)管力度得到了有效的加強(qiáng)，由此可以使得農(nóng)業(yè)資源利用率不斷地提升。要想實(shí)現(xiàn)科學(xué)生產(chǎn)，就要充分發(fā)揮信息技術(shù)的作用，全面掌握市場動向，進(jìn)而可以輔助管理者做出合理的決策，制定適合社會的相關(guān)生產(chǎn)計劃，使得市場的供求關(guān)系處于更為平衡的狀態(tài)，避免資源浪費(fèi)，出現(xiàn)由一時的熱度引發(fā)供過于求的情況。

農(nóng)業(yè)相比于工業(yè)而言更難實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)據(jù)方面的信息也更為多樣化[5]。一方面，要傳感器研究領(lǐng)域在低能耗、高精度、低成本等這些方面進(jìn)行不斷的探索不斷的創(chuàng)新，在技術(shù)方面取得進(jìn)步，另一方面，基于從事農(nóng)業(yè)的用戶占比更大、信息則更為復(fù)雜，如若未來普及后，云存儲模式將無法滿足農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際需求，物聯(lián)網(wǎng)則應(yīng)使用區(qū)塊鏈技術(shù)，以此來實(shí)現(xiàn)去中心化的控制。與此同時，區(qū)塊鏈技術(shù)也使農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)方面的應(yīng)用得到了滿足，它的不可篡改性在一定程度上保障了數(shù)據(jù)的私密性和安全性，打消了用戶心中的疑慮，促進(jìn)了數(shù)據(jù)共享的有效發(fā)展，大大增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的流通性，有效的加強(qiáng)了數(shù)據(jù)的利用性。

2.1 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在人們的日常生活與工作中最為常用，wifi技術(shù)已經(jīng)融入了人們的生活，其在人們?nèi)粘Ｉ钣诠ぷ髦惺褂幂^多，它擁有最為簡單的操作方式：將網(wǎng)絡(luò)與電子設(shè)備進(jìn)行連接即可。人們通過電子設(shè)備就可以利用無線網(wǎng)絡(luò)完成一系列的網(wǎng)上操作，使信息或者數(shù)據(jù)快速在網(wǎng)絡(luò)上傳播[6]。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到智慧農(nóng)業(yè)中去，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用最為廣泛，在這個過程中，可以使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的信息進(jìn)行傳輸和同步。除此之外，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還可以發(fā)揮其搜集信息以及識別信息的作用，所以，要想發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)以及應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，最為基礎(chǔ)的就是無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

2.2 射頻識別技術(shù)

射頻識別技術(shù)又稱RFID技術(shù)，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用過程中，其扮演的主要角色就是通信，其通過發(fā)射多種頻段的無線電信號使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)得到監(jiān)控與識別，并能夠通過網(wǎng)絡(luò)對其進(jìn)行相應(yīng)的操作，與此同時，還可以收錄相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)射頻識別技術(shù)對信息的短距離識別與收集。軟件系統(tǒng)、閱讀器、應(yīng)答器等部分構(gòu)成了射頻識別技術(shù)，這些組成部分使射頻識別技術(shù)具有較多的優(yōu)勢，例如：工作效率得到提高、具有較好的穩(wěn)定性、較強(qiáng)的抗干擾能力、容量大等，其在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用過程中起到了舉足輕重的作用，使智慧農(nóng)業(yè)在構(gòu)建過程中節(jié)省了許多人力、物力。

2.3 傳感網(wǎng)技術(shù)

傳感網(wǎng)技術(shù)是將通信電纜通過多種方式進(jìn)行連接，使其將多樣化的傳感器形成完整的結(jié)構(gòu)，使數(shù)據(jù)得到處理、傳輸與收集，使專業(yè)人員能夠快速獲得相關(guān)信息。在智慧農(nóng)業(yè)的構(gòu)建過程中，可以對其設(shè)置傳感器，使其收集較多的數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)庫信息不斷擴(kuò)充，例如：傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對傳感器的管控，實(shí)現(xiàn)傳感器之間的交流與聯(lián)系。使用傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以使傳感器較快適應(yīng)環(huán)境，使數(shù)據(jù)傳輸效率與收集效率得到提升。另外，傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在智慧農(nóng)業(yè)的構(gòu)建過程中得以使用，還可以使多方面的信息進(jìn)行相互聯(lián)系，使信息之間的得到交流，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)趨向智能化。

2.4 智慧農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層、物聯(lián)網(wǎng)感知層是智慧農(nóng)業(yè)構(gòu)建的三層框架。視頻監(jiān)控設(shè)備、RFID設(shè)備、傳感器等數(shù)據(jù)信息收集設(shè)備是物聯(lián)網(wǎng)感知層包含的主要內(nèi)容，其可以將設(shè)備所收集到的信息通過相關(guān)的通訊設(shè)備傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)中，使農(nóng)田數(shù)據(jù)可以進(jìn)行實(shí)時的收集。物聯(lián)網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)可以使上層應(yīng)用系統(tǒng)將命令直接傳動到電器控制設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的遠(yuǎn)程操控。除此之外，通過先進(jìn)的技術(shù)可以將物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行結(jié)合，使系統(tǒng)發(fā)送的各種控制命令直接作用于農(nóng)田現(xiàn)場，使農(nóng)田中各種信息進(jìn)行交流。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用體現(xiàn)在對農(nóng)田農(nóng)作物的治理中，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對農(nóng)業(yè)疾病被識別，使農(nóng)業(yè)在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)智能化管理。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層可以對農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，可以實(shí)時監(jiān)控農(nóng)田智能化管理系統(tǒng)的應(yīng)用情況，使農(nóng)田生產(chǎn)的智能化管理與控制技術(shù)的使用得以有效開展。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用探析

3.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)監(jiān)管中的應(yīng)用

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)管是監(jiān)管的兩個重要內(nèi)容，它們可以在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境中保證農(nóng)產(chǎn)品的安全和質(zhì)量。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用可以使農(nóng)田環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)信息及時得到收集，使相關(guān)工作人員對其進(jìn)行詳細(xì)的分析與處理，使工作人員能夠及時對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行評估，使其能夠及時采取相關(guān)措施與改進(jìn)方法，使農(nóng)田環(huán)境保持良好狀態(tài)。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)灌溉中的應(yīng)用

在進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中，農(nóng)業(yè)灌溉是整個工作過程中最重要的一環(huán)。農(nóng)業(yè)灌溉方式?jīng)Q定了農(nóng)業(yè)灌溉的用水量，使農(nóng)業(yè)產(chǎn)品得到有效生產(chǎn)?；诖?，在進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉過程中可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、不同功能的傳感器分配在不同類型的農(nóng)田中，有效的收集農(nóng)產(chǎn)品在生長過程中的光照、濕度、溫度等環(huán)境條件的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，使相關(guān)人員對不同農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行合理、科學(xué)的分析，并為此制定每個時段的灌溉需求，使農(nóng)業(yè)灌溉相關(guān)體系完整、科學(xué)。在具體的灌溉過程中，可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對農(nóng)田灌溉采取智能化控制，使農(nóng)田灌溉作業(yè)自動完成。由此看來，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到農(nóng)業(yè)灌溉中，不僅可以提高灌溉工作的效率，而且可以使農(nóng)作物快速生長，使農(nóng)作物的質(zhì)量得到提升。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用還可以節(jié)約水資源，使水資源能夠最大化的被利用，使智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)得到長遠(yuǎn)健康的發(fā)展。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)病蟲害防治中的應(yīng)用

病蟲害防治工作是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中重要環(huán)節(jié)之一，它會直接影響農(nóng)作物的質(zhì)量以及農(nóng)作物的產(chǎn)量?，F(xiàn)如今，主要采用農(nóng)業(yè)與其他病蟲害防治技術(shù)進(jìn)行防治病蟲害，使用最為廣泛的就是農(nóng)藥。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展過程中，采用智能化的方式噴灑農(nóng)藥，可以實(shí)現(xiàn)對農(nóng)作物的自動化精準(zhǔn)噴施，這大大地節(jié)約了農(nóng)藥的使用量，可以使農(nóng)藥的作用發(fā)揮到最大，除此之外，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以在一定程度上降低農(nóng)作物中農(nóng)藥的殘留量，保證農(nóng)產(chǎn)品健康成長。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用過程中，相關(guān)技術(shù)人員可以及時得到農(nóng)田病蟲害的數(shù)據(jù)信息，對病蟲害發(fā)生部位、病蟲害發(fā)生時間以及如果發(fā)生該使用何種農(nóng)藥等進(jìn)行規(guī)劃，使其能夠?qū)r(nóng)產(chǎn)品病蟲害防治制定有針對性且有效的措施與方法。在這個情況下，能夠創(chuàng)造出自動化農(nóng)藥噴施裝置，使得農(nóng)業(yè)病蟲害智能化防治策略得以實(shí)現(xiàn)。

3.4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品銷售方面的應(yīng)用

在進(jìn)行智慧農(nóng)場的建設(shè)過程中，有一個更為重要的環(huán)節(jié)，即農(nóng)作物的銷售，在這個互聯(lián)網(wǎng)的時代，網(wǎng)絡(luò)銷售也成為農(nóng)產(chǎn)品的主要銷售渠道。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以使農(nóng)作物生長過程中的所有數(shù)據(jù)信息被收集，將農(nóng)作物生長數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)向消費(fèi)者進(jìn)行展示，可以使消費(fèi)者了解農(nóng)作物的生長的過程，提高消費(fèi)者對農(nóng)產(chǎn)品的相關(guān)認(rèn)知，使消費(fèi)者對農(nóng)產(chǎn)品的安全以及質(zhì)量有所信任，使消費(fèi)者信任自己所購買的農(nóng)作物，是農(nóng)作物贏得良好的市場口碑，使農(nóng)作物產(chǎn)品的價值有所提升，使農(nóng)作物的銷量得到提高，這種方法在一定程度上也推動了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速、健康發(fā)展。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，技術(shù)水平的不斷提高，高新技術(shù)的出現(xiàn)以及使用促進(jìn)了各行各業(yè)的發(fā)展。在二十一世紀(jì)的今天，我國正在由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)成產(chǎn)方式向現(xiàn)代化進(jìn)行轉(zhuǎn)變，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要方向就是智慧農(nóng)業(yè)。在智慧農(nóng)業(yè)的構(gòu)建過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用是最為基礎(chǔ)的條件以及最為重要的技術(shù)，所以，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的過程中有著非常重要的作用。傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、射頻識別技術(shù)以及無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等是智慧農(nóng)業(yè)所使用的主要技術(shù)，在實(shí)際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)產(chǎn)品銷售、農(nóng)業(yè)病蟲害防治、農(nóng)業(yè)監(jiān)管以及農(nóng)業(yè)灌溉等各個方面都得到了應(yīng)用。充分應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)趨向自動化以及智能化，利用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)可以使農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量得到提高，使農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率得到提升，除此之外，相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用推動了智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，使農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展。